JP3758181B2 - Infrared switch device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示器と一体になった窓ガラス外部から入力を行う赤外線スイッチ装置に掛り、特に屋外等で使用される際に信頼性の高い入力を行える改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線スイッチ装置は、例えば本出願人の提案に掛かる特開平6 −１６９２４９号公報に開示されている。図５は従来の赤外線スイッチ装置の断面図である。フォトリフレクタ１０は、プリント基板４０に搭載されたもので、発光素子１２と受光素子１４、並びに素子固定モールド１６を有している。発光素子１２は赤外線を照射する。受光素子１４は、受光した赤外線の量に応じて電気信号を発生する。素子固定モールド１６は発光素子１２と受光素子１４を保持する樹脂である。
【０００３】
遮光プレート２０は、素子固定モールド１６に対して蓋状に係合して素子固定モールド１６の位置決めを行うと共に、ガラス３０を介して迷光が受光素子１４に入射するのを防止している。ここでは、ガラス３０の厚さｔは例えば１０ｍｍであり、ガラス３０と遮光プレート２０との間隙ｄは例えば３ｍｍになっている。ガラス３０の所定位置に指等の反射物５０が置かれたか否かを、フォトリフレクタ１０で検知している。
【０００４】
このように構成された装置の動作を説明する。図６は、図５の装置における光路の説明図で、（Ａ）は反射物のないとき、（Ｂ）は反射物のあるときを示している。発光素子１２から照射された赤外線は、ガラス３０に入射して、ガラス３０内部では光量Ｉ0とする。ガラス３０上に反射物がない場合には、空気中への透過光Ｉ1と、境界１で正反射された反射光Ｉ2があり、次式が成立している。
Ｉ0≒Ｉ1＋Ｉ2 (1)
【０００５】
ここで、境界１はガラス３０と反射物５０側の界面、境界２はガラス３０と遮光プレート２０側の界面を表している。ガラス３０上に反射物がある場合には、反射物５０で減衰又は吸収される光量Ｉ1'と、境界１で正反射された反射光と反射物５０による反射光Ｉ2'があり、次式が成立している。
Ｉ0≒Ｉ1'＋Ｉ2' (2)
【０００６】
一般に、反射物のあるとき反射光Ｉ2'は、ないときの反射光Ｉ2よりも大きいので、受光素子１４によりガラス３０を透過した反射光を受光して、反射光量によりガラス３０上に反射物が位置するか否か判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤外線スイッチ装置は外乱やノイズによって動作不能となったり、誤動作するという課題がある。特に太陽光の下で設定する場合、太陽光による外乱で設定スイッチとして動作しなくなる。これは、信号光の進入方向に対する光路は考えられているものの、外乱光の進入光路、特に直接の外乱光やＬＣＤと遮光物との隙間からの侵入する外乱光に対しての考慮が不足しているためである。
【０００８】
また、反射物のあるとき反射光Ｉ2'と、ないときの反射光Ｉ2との比をＳ／Ｎ比とすると、赤外線スイッチのＳ／Ｎ比は２以上と余裕が少なく、元来ノイズに弱い構造となっている。
Ｓ／Ｎ比≒Ｉ2'／Ｉ2 (3)
【０００９】
本発明は上述の課題を解決したもので、第１の目的は太陽光等による外乱があっても設定スイッチとして動作する赤外線スイッチ装置を提供することにある。第２の目的はＳ／Ｎ比の高いセンサ構造として外乱やノイズに赤外線スイッチ装置を提供することにある。第３の目的は設定作業が円滑に行われているか、単体でも容易に確認できる赤外線スイッチ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の通りである。
（Ａ）ガラスの所定位置に反射物が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、発光素子と受光素子とを有するフォトリフレクタと、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレートと、前記反射物を置く面に設けられ、その直径の値を１３ｍｍ程度に選定した入射ひとみと、前記反射物を置く面に設けられ、前記入射ひとみを平面的に囲う遮光帯であり、前記受光素子との対向位置に設けられる視野絞りと、を備え、前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別し、屋外で使用され、表示器と一体になった窓ガラス外部から入力を行うことを特徴とする赤外線スイッチ装置。
（Ｂ）入射角４０度程度の日照に基づき、前記入射ひとみと前記遮光プレートとが形成されたことを特徴とする（Ａ）記載の赤外線スイッチ装置。
また、上記の第１の目的を達成するために、本発明の赤外線スイッチ装置は、（１）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレート２０とを備え、前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別する構成としている。すると、遮光プレート２０により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００１１】
上記の第１の目的を達成するために、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（２）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレート２０と、このガラスの前記所定位置に設けられた視野絞り６０とを備え、前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別する構成としている。すると、遮光プレート２０と視野絞り６０により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００１２】
（３）好ましくは、視野絞りの径は、指の大きさ程度に構成すると、作業者による設定作業が容易でありながら、外乱光は指によって遮光されるから、誤動作が少なくなる。
【００１３】
上記の第１の目的を達成するために、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（４）発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタとガラス３０との間に設けられた遮光プレート２０とを備え、このガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記遮光プレートに、前記発光素子から照射された光を前記ガラスの所定位置に導光する発光側導光路２２と、前記ガラスの所定位置で反射して前記受光素子に入射する反射光を導光する受光側導光路２４と設ける構成としている。すると、発光側導光路２２と受光側導光路２４により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００１４】
上記の第２の目的を達成するために、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（５）発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタとガラス３０との間に設けられた遮光プレート２０とを備え、このガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記ガラスの反射物の置かれる面に乱反射面を形成する構成としている。すると、ガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かによる反射光量の変化が増大して、Ｓ／Ｎ比が増大し、ノイズに影響されにくくなる。
【００１５】
上記の第３の目的を達成するために、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（６）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記赤外線スイッチ装置に、入力作業が行われたときは、人の五感でスイッチを押したことを感知できる感知手段７０を設ける構成としている。すると、ガラスの所定位置を指で押した場合に、従来の機械式の接点のようなクリック感に類似する感覚が得られるので、入力作業が円滑に行える。
【００１６】
（７）好ましくは、感知手段をスイッチを押す動作に連動して発光する構成にすると、操作者は視覚的に確認できる。また、感知手段をスイッチを押す動作に連動して発音する構成にすると、操作者は聴覚的に確認できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて、本発明を説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図である。尚、図１において前記図５、図６と同一作用をするものには同一符号を付して説明を省略する。図において、ガラス３０の反射物を置く面には、入射ひとみ３２と視野絞り６０が設けられている。視野絞り６０は、入射ひとみ３２を平面的に囲う遮光帯であり、フォトリフレクタ１０の受光素子１４との対向位置に設けられている。入射ひとみ３２は、直径Φの値を指の幅である１０〜２０ｍｍに選定し、好ましくは１３ｍｍΦがよい。
【００１８】
すると、指で入射ひとみ３２で押さえたとき、入射ひとみ３２を透過して受光素子１４に至る外乱光は極めて少量となり、誤動作が少なくなる。例えば、入射ひとみ３２と遮光プレート２０で形成される入射角φにより、入射角４０度程度の日照までは使用に充分に耐えられる。
【００１９】
図２は本発明の第２の実施例を示す構成図である。ここでは、遮光プレート２０に、発光素子１２から照射された光をガラス３０の所定位置に導光する発光側導光路２２と、ガラス３０の所定位置で反射して受光素子１４に入射する反射光を導光する受光側導光路２４と設ける構成としている。この発光側導光路２２と受光側導光路２４の形状は、フォトリフレクタ１０の発光素子１２と受光素子１４の位置、窓ガラス３０の位置、厚さ及びガラス屈折率から最も効率の良い信号赤外線の光路を決定する。
【００２０】
このように構成された装置では、発光側導光路２２では光出力孔を大きくし、受光側導光路２４を絞ることでＳ／Ｎ比を良くすることができる。また、信号光のみが受光素子１４に入るので、外乱光に強くなる。
【００２１】
図３は本発明の第３の実施例を示す構成図で、（Ａ）は反射物のないとき、（Ｂ）は反射物のあるときを示している。ここでは、ガラス３０の反射物５０を配置する面に乱反射面が形成されている。乱反射面は、ガラスに擦りを入れたものでもよく、また乱反射をするシートを貼付してもよい。ガラス３０上に反射物がない場合には、境界１において空気中への透過光Ｉ3と、境界１で正反射された反射光Ｉ4と、乱反射面によりガラス３０内部に乱反射された光Ｉ5があり、次式が成立している。
Ｉ0≒Ｉ3＋Ｉ4＋Ｉ5 (4)
【００２２】
次に、ガラス３０上に反射物がある場合には、境界１において反射物５０で減衰又は吸収される光量Ｉ3'と、境界１で正反射された反射光と反射物５０による反射光Ｉ4'と、乱反射面によりガラス３０内部に乱反射された光Ｉ5'あり、次式が成立している。
Ｉ0≒Ｉ3'＋Ｉ4'＋Ｉ5' (5)
【００２３】
ここで、Ｉ5'＞Ｉ5であるため、受光素子１４で受光する光量は反射物５０の有無で大いに変動する。擦りガラスを用いた場合のＳ／Ｎ比は１０程度と、透明ガラスのＳ／Ｎ比２に比較して、格段に信号成分が増加している。
【００２４】
図４は、本発明の第４の実施例を説明する回路図である。図において、発振回路７１は赤外線スイッチ７２に発光信号を送るものであり、トランジスタＴｒ１を所定の周波数でオンオフする発振素子を有している。発振回路を用いることで、外来光の影響を取り除いている。赤外線スイッチ７２は、発光素子と受光素子を有し、指で所定位置を押したか否かを検出する信号を受光素子が出力する。
【００２５】
増幅回路７３は、赤外線スイッチ７２の検出信号をインピーダンス変換し、ＡＣ結合回路７４により外来光に起因するＤＣ成分を除く。絶対値回路７５は、ＡＣ成分を整流して、受光素子の出力信号に応じたＤＣ信号に変換する。オンオフ判定回路７６は、絶対値回路７５の出力信号が一定値以上であればオンとみなしてＨ出力をし、それ以外はオフとみなしてＬ出力をする。
【００２６】
発光回路７７は、オンオフ判定回路７６がＨ出力のときは、発光ダイオードを光らせる。発音回路７８は、オンオフ判定回路７６がＨ出力のときは、スピーカの音を鳴らす。これにより、視覚や聴覚を用いて赤外線スイッチ７２のオンオフ操作を感覚的に認識できる。
【００２７】
なお、上記実施例においては、赤外線スイッチ７２の検出信号を発光回路７７や発音回路７８に送るにあたり、オペアンプを使用するアナログ回路で構成したものを示したが、マイロクプロセッサを用いてディジタル的に信号処理しても差し支えない。さらに、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種種変更して実施できることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
（１）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレート２０とを備え、前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別する構成としている。すると、遮光プレート２０により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００２９】
（２）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレート２０と、このガラスの前記所定位置に設けられた視野絞り６０とを備え、前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別する構成としている。すると、遮光プレート２０と視野絞り６０により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００３０】
（３）好ましくは、視野絞りの径は、指の大きさ程度に構成すると、作業者による設定作業が容易でありながら、外乱光は指によって遮光されるから、誤動作が少なくなる。
【００３１】
また、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（４）発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタとガラス３０との間に設けられた遮光プレート２０とを備え、このガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記遮光プレートに、前記発光素子から照射された光を前記ガラスの所定位置に導光する発光側導光路２２と、前記ガラスの所定位置で反射して前記受光素子に入射する反射光を導光する受光側導光路２４と設ける構成としている。すると、発光側導光路２２と受光側導光路２４により外乱光は受光素子に到達しにくくなり、誤動作が少なくなる。
【００３２】
また、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（５）発光素子１２と受光素子１４を有するフォトリフレクタ１０と、このフォトリフレクタとガラス３０との間に設けられた遮光プレート２０とを備え、このガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記ガラスの反射物の置かれる面に乱反射面を形成する構成としている。すると、ガラスの所定位置に反射物５０が置かれたか否かによる反射光量の変化が増大して、Ｓ／Ｎ比が増大し、ノイズに影響されにくくなる。
【００３３】
更に、本発明の赤外線スイッチ装置は、
（６）ガラス３０の所定位置に反射物５０が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、前記赤外線スイッチ装置に、入力作業が行われたときは、人の五感でスイッチを押したことを感知できる感知手段７０を設ける構成としている。すると、ガラスの所定位置を指で押した場合に、従来の機械式の接点のようなクリック感に類似する感覚が得られるので、入力作業が円滑に行える。
【００３４】
（７）好ましくは、感知手段をスイッチを押す動作に連動して発光する構成にすると、操作者は視覚的に確認できる。また、感知手段をスイッチを押す動作に連動して発音する構成にすると、操作者は聴覚的に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す回路図である。
【図５】従来の赤外線スイッチ装置の断面図である。
【図６】図５の装置における光路の説明図である。
【符号の説明】
１０ ファトリフレクタ
２０ 遮光プレート
３０ ガラス
４０ プリント基板
５０ 反射物
６０ 視野絞り
７０ 感知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an infrared switch device that performs input from the outside of a window glass integrated with a display, and more particularly to an improvement that enables highly reliable input when used outdoors.
[0002]
[Prior art]
An infrared switch device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-169249 according to the applicant's proposal. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional infrared switch device. The photo reflector 10 is mounted on a printed board 40 and includes a light emitting element 12, a light receiving element 14, and an element fixing mold 16. The light emitting element 12 emits infrared rays. The light receiving element 14 generates an electrical signal in accordance with the amount of received infrared light. The element fixing mold 16 is a resin that holds the light emitting element 12 and the light receiving element 14.
[0003]
The light shielding plate 20 engages the element fixing mold 16 like a lid to position the element fixing mold 16 and prevents stray light from entering the light receiving element 14 through the glass 30. Here, the thickness t of the glass 30 is, for example, 10 mm, and the gap d between the glass 30 and the light shielding plate 20 is, for example, 3 mm. The photo reflector 10 detects whether or not a reflective object 50 such as a finger is placed at a predetermined position of the glass 30.
[0004]
The operation of the apparatus configured as described above will be described. 6A and 6B are explanatory diagrams of the optical path in the apparatus of FIG. 5, in which FIG. 6A shows a case where there is no reflector, and FIG. 6B shows a case where there is a reflector. The infrared rays irradiated from the light emitting element 12 are incident on the glass 30 and have a light quantity I 0 inside the glass 30. If there is no reflection object on the glass 30, the transmitted light I 1 into the air, there is specular reflection reflected light I 2 at the boundary 1, the following equation is established.
I 0 ≒ I 1 + I 2 (1)
[0005]
Here, the boundary 1 represents the interface between the glass 30 and the reflector 50 side, and the boundary 2 represents the interface between the glass 30 and the light shielding plate 20 side. When there is a reflector on the glass 30, there are a light amount I 1 ′ attenuated or absorbed by the reflector 50, a reflected light regularly reflected at the boundary 1, and a reflected light I 2 ′ by the reflector 50. The formula holds.
I 0 ≒ I 1 '+ I 2 ' (2)
[0006]
In general, since the reflected light I 2 ′ is larger than the reflected light I 2 when there is a reflecting object, the reflected light transmitted through the glass 30 is received by the light receiving element 14 and reflected on the glass 30 by the reflected light amount. It can be determined whether or not the object is located.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that the infrared switch device becomes inoperable or malfunctions due to disturbance or noise. In particular, when setting is performed under sunlight, it does not operate as a setting switch due to disturbance caused by sunlight. Although the optical path with respect to the incoming direction of the signal light is considered, there is a lack of consideration for the incoming optical path of disturbance light, particularly the disturbance light entering directly from the gap between the LCD and the light shielding object. This is because.
[0008]
Further, the reflected light I 2 'when a reflecting object, when the ratio of the reflected light I 2 and S / N ratio when no, the S / N ratio of the infrared switch 2 or more and less margin, original noise It has a weak structure.
S / N ratio ≒ I 2 '/ I 2 (3)
[0009]
The present invention solves the above-mentioned problems, and a first object is to provide an infrared switch device that operates as a setting switch even when there is a disturbance due to sunlight or the like. The second object is to provide an infrared switch device for disturbance and noise as a sensor structure with a high S / N ratio. A third object is to provide an infrared switch device that can easily check whether the setting operation is performed smoothly even by itself.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is as follows.
(A) In an infrared switch device that determines whether or not a reflecting object is placed at a predetermined position of glass based on the amount of reflected light, a photo reflector having a light emitting element and a light receiving element, and between the photo reflector and the glass A light-shielding plate provided on the surface where the reflector is placed, an entrance pupil whose diameter is selected to be about 13 mm, and a surface where the reflector is placed, which surrounds the entrance pupil in a plane. And a field stop provided at a position facing the light receiving element, and the light emitted from the light emitting element is reflected at a predetermined position of the glass and enters the light receiving element. the amount of incident light to determine the presence or absence of the reflector is used outdoors, the infrared switch device you and performing input from the window glass outside integral with the display device.
( B ) The infrared switch device according to ( A ), wherein the entrance pupil and the light-shielding plate are formed based on sunlight with an incident angle of about 40 degrees.
In order to achieve the first object, the infrared switch device according to the present invention includes (1) an infrared switch that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light. The apparatus includes a photo reflector 10 having a light emitting element 12 and a light receiving element 14, and a light shielding plate 20 provided between the photo reflector and the glass, and the light emitted from the light emitting element is in a predetermined position of the glass. And is incident on the light receiving element, and the presence or absence of the reflecting object is determined based on the amount of light incident on the light receiving element. Then, the disturbance light becomes difficult to reach the light receiving element by the light shielding plate 20, and malfunctions are reduced.
[0011]
In order to achieve the above first object, an infrared switch device of the present invention includes:
(2) In an infrared switch device that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light, the photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14, the photo reflector, A light-shielding plate 20 provided between the glass and a field stop 60 provided at the predetermined position of the glass; light emitted from the light-emitting element is reflected at the predetermined position of the glass and is reflected on the light-receiving element; In addition to being incident, the presence or absence of the reflector is determined based on the amount of light incident on the light receiving element. Then, the disturbance light becomes difficult to reach the light receiving element by the light shielding plate 20 and the field stop 60, and malfunctions are reduced.
[0012]
(3) Preferably, when the diameter of the field stop is configured to be about the size of a finger, the disturbance light is shielded by the finger while the setting work by the operator is easy, so that malfunctions are reduced.
[0013]
In order to achieve the above first object, an infrared switch device of the present invention includes:
(4) The photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14 and the light shielding plate 20 provided between the photo reflector and the glass 30 are provided, and the reflector 50 is placed at a predetermined position of the glass. In the infrared switch device that determines whether or not by the amount of reflected light, a light-emitting side light guide path 22 that guides light emitted from the light-emitting element to a predetermined position of the glass on the light shielding plate, and a predetermined position of the glass The light receiving side light guide path 24 that guides the reflected light that is reflected by and incident on the light receiving element is provided. Then, the disturbance light does not easily reach the light receiving element by the light emitting side light guide path 22 and the light receiving side light guide path 24, and malfunctions are reduced.
[0014]
In order to achieve the second object, the infrared switch device of the present invention includes:
(5) The photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14 and the light shielding plate 20 provided between the photo reflector and the glass 30 are provided, and the reflector 50 is placed at a predetermined position of the glass. In the infrared switch device for determining whether or not the light quantity is reflected, an irregular reflection surface is formed on the surface on which the glass reflector is placed. Then, the change in the amount of reflected light depending on whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position on the glass increases, the S / N ratio increases, and it becomes less susceptible to noise.
[0015]
In order to achieve the third object, the infrared switch device of the present invention includes:
(6) In the infrared switch device that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light, when an input operation is performed on the infrared switch device, the human senses Sensing means 70 that can sense that the switch has been pressed is provided. Then, when a predetermined position on the glass is pressed with a finger, a sense similar to a click feeling like a conventional mechanical contact point can be obtained, so that the input operation can be performed smoothly.
[0016]
(7) Preferably, when the sensing means is configured to emit light in conjunction with the operation of pressing the switch, the operator can visually confirm. Further, if the sensing means is configured to generate sound in conjunction with the operation of pressing the switch, the operator can confirm it audibly.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 1 that have the same functions as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the figure, an entrance pupil 32 and a field stop 60 are provided on the surface of the glass 30 on which the reflector is placed. The field stop 60 is a light shielding band that surrounds the entrance pupil 32 in a plane, and is provided at a position facing the light receiving element 14 of the photoreflector 10. For the entrance pupil 32, the value of the diameter Φ is selected to be 10 to 20 mm which is the width of the finger, and preferably 13 mm Φ.
[0018]
Then, when the finger is pressed by the entrance pupil 32, the disturbance light that passes through the entrance pupil 32 and reaches the light receiving element 14 is extremely small, and malfunctions are reduced. For example, the incident angle φ formed by the entrance pupil 32 and the light-shielding plate 20 can sufficiently withstand use up to sunlight with an incident angle of about 40 degrees.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. Here, the light-emitting side light guide path 22 that guides the light emitted from the light emitting element 12 to a predetermined position of the glass 30 on the light shielding plate 20, and the reflected light that is reflected at the predetermined position of the glass 30 and enters the light receiving element 14. The light receiving side light guide path 24 that guides light is provided. The shapes of the light-emitting side light guide path 22 and the light-receiving side light guide path 24 are the most efficient signal infrared rays based on the positions of the light-emitting element 12 and the light-receiving element 14 of the photo reflector 10, the position and thickness of the window glass 30, and the glass refractive index. Determine the optical path.
[0020]
In the apparatus configured as described above, the S / N ratio can be improved by enlarging the light output hole in the light emitting side light guide 22 and narrowing the light receiving side light guide 24. Further, since only the signal light enters the light receiving element 14, it is strong against disturbance light.
[0021]
FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams showing a third embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a case where there is no reflector, and FIG. 3B shows a case where there is a reflector. Here, an irregular reflection surface is formed on the surface of the glass 30 on which the reflector 50 is disposed. The irregular reflection surface may be one in which glass is rubbed, or a sheet for irregular reflection may be attached. When there is no reflecting object on the glass 30, the transmitted light I 3 into the air at the boundary 1, the reflected light I 4 regularly reflected at the boundary 1, and the light I diffusely reflected inside the glass 30 by the irregular reflection surface. There are 5 and the following equation holds.
I 0 ≒ I 3 + I 4 + I 5 (4)
[0022]
Next, when there is a reflector on the glass 30, the amount of light I 3 ′ attenuated or absorbed by the reflector 50 at the boundary 1, the reflected light regularly reflected at the boundary 1, and the reflected light I by the reflector 50 4 ′ and light I 5 ′ diffusely reflected inside the glass 30 by the irregular reflection surface, and the following equation is established.
I 0 ≒ I 3 '+ I 4 ' + I 5 '(5)
[0023]
Here, since I 5 ′> I 5 , the amount of light received by the light receiving element 14 varies greatly depending on the presence or absence of the reflector 50. In the case of using frosted glass, the S / N ratio is about 10 and the signal component is remarkably increased as compared with the S / N ratio 2 of the transparent glass.
[0024]
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention. In the figure, an oscillation circuit 71 sends a light emission signal to an infrared switch 72 and has an oscillation element that turns on and off a transistor Tr1 at a predetermined frequency. By using an oscillation circuit, the influence of extraneous light is eliminated. The infrared switch 72 has a light emitting element and a light receiving element, and the light receiving element outputs a signal for detecting whether or not a predetermined position is pressed with a finger.
[0025]
The amplifier circuit 73 impedance-converts the detection signal of the infrared switch 72 and removes a DC component caused by extraneous light by the AC coupling circuit 74. The absolute value circuit 75 rectifies the AC component and converts it into a DC signal corresponding to the output signal of the light receiving element. The on / off determination circuit 76 regards the output as H if the output signal of the absolute value circuit 75 is equal to or greater than a certain value, and outputs L as it is off otherwise.
[0026]
The light emitting circuit 77 illuminates the light emitting diode when the on / off determination circuit 76 is H output. The sound generation circuit 78 sounds the sound of the speaker when the on / off determination circuit 76 is H output. Thereby, the on / off operation of the infrared switch 72 can be sensibly recognized using vision or hearing.
[0027]
In the above-described embodiment, an analog circuit using an operational amplifier is used to send the detection signal of the infrared switch 72 to the light emitting circuit 77 and the sound generation circuit 78. Signal processing can be performed. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.
[0028]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention,
(1) In an infrared switch device that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light, the photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14, the photo reflector, A light-shielding plate 20 provided between the light-emitting element and the light, and the light emitted from the light-emitting element is reflected at a predetermined position on the glass and enters the light-receiving element. It is configured to determine the presence or absence. Then, the disturbance light becomes difficult to reach the light receiving element by the light shielding plate 20, and malfunctions are reduced.
[0029]
(2) In an infrared switch device that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light, the photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14, the photo reflector, A light-shielding plate 20 provided between the glass and a field stop 60 provided at the predetermined position of the glass; light emitted from the light-emitting element is reflected at the predetermined position of the glass and is reflected on the light-receiving element; In addition to being incident, the presence or absence of the reflector is determined based on the amount of light incident on the light receiving element. Then, the disturbance light becomes difficult to reach the light receiving element by the light shielding plate 20 and the field stop 60, and malfunctions are reduced.
[0030]
(3) Preferably, when the diameter of the field stop is configured to be about the size of a finger, the disturbance light is shielded by the finger while the setting work by the operator is easy, so that malfunctions are reduced.
[0031]
The infrared switch device of the present invention is
(4) The photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14 and the light shielding plate 20 provided between the photo reflector and the glass 30 are provided, and the reflector 50 is placed at a predetermined position of the glass. In the infrared switch device that determines whether or not by the amount of reflected light, a light-emitting side light guide path 22 that guides light emitted from the light-emitting element to a predetermined position of the glass on the light shielding plate, and a predetermined position of the glass The light receiving side light guide path 24 that guides the reflected light that is reflected by and incident on the light receiving element is provided. Then, the disturbance light does not easily reach the light receiving element by the light emitting side light guide path 22 and the light receiving side light guide path 24, and malfunctions are reduced.
[0032]
The infrared switch device of the present invention is
(5) The photo reflector 10 having the light emitting element 12 and the light receiving element 14 and the light shielding plate 20 provided between the photo reflector and the glass 30 are provided, and the reflector 50 is placed at a predetermined position of the glass. In the infrared switch device for determining whether or not the light quantity is reflected, an irregular reflection surface is formed on the surface on which the glass reflector is placed. Then, the change in the amount of reflected light depending on whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position on the glass increases, the S / N ratio increases, and it becomes less susceptible to noise.
[0033]
Furthermore, the infrared switch device of the present invention is
(6) In the infrared switch device that determines whether or not the reflecting object 50 is placed at a predetermined position of the glass 30 based on the amount of reflected light, when an input operation is performed on the infrared switch device, the human senses Sensing means 70 that can sense that the switch has been pressed is provided. Then, when a predetermined position on the glass is pressed with a finger, a sense similar to a click feeling like a conventional mechanical contact point can be obtained, so that the input operation can be performed smoothly.
[0034]
(7) Preferably, when the sensing means is configured to emit light in conjunction with the operation of pressing the switch, the operator can visually confirm. Further, if the sensing means is configured to generate sound in conjunction with the operation of pressing the switch, the operator can confirm it audibly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional infrared switch device.
6 is an explanatory diagram of an optical path in the apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fat reflector 20 Light-shielding plate 30 Glass 40 Printed circuit board 50 Reflector 60 Field stop 70 Sensing means

Claims (2)

ガラスの所定位置に反射物が置かれたか否かを反射光量の多寡によって判別する赤外線スイッチ装置において、
発光素子と受光素子とを有するフォトリフレクタと、このフォトリフレクタと前記ガラスとの間に設けられた遮光プレートと、前記反射物を置く面に設けられ、その直径の値を１３ｍｍ程度に選定した入射ひとみと、前記反射物を置く面に設けられ、前記入射ひとみを平面的に囲う遮光帯であり、前記受光素子との対向位置に設けられる視野絞りと、を備え、
前記発光素子から照射された光はガラスの所定位置で反射して受光素子に入射すると共に、前記受光素子の入射光量によって前記反射物の有無を判別し、
屋外で使用され、表示器と一体になった窓ガラス外部から入力を行う
ことを特徴とする赤外線スイッチ装置。 In the infrared switch device that determines whether or not a reflecting object is placed at a predetermined position of the glass based on the amount of reflected light,
Photoreflector having a light emitting element and a light receiving element, a light shielding plate provided between the photoreflector and the glass, and an incident surface provided on a surface on which the reflector is placed, and having a diameter value of about 13 mm. A pupil and a field stop provided on a surface on which the reflector is placed and surrounding the incident pupil in a plane, and a field stop provided at a position facing the light receiving element,
The light emitted from the light emitting element is reflected at a predetermined position on the glass and enters the light receiving element, and the presence or absence of the reflector is determined by the amount of incident light of the light receiving element.
Is used outdoors, the infrared switch device you and performing input from the window glass outside integral with the display device. 入射角４０度程度の日照に基づき、前記入射ひとみと前記遮光プレートとが形成されたことを特徴とする請求項１記載の赤外線スイッチ装置。Based on sunshine about the incident angle of 40 degrees, an infrared switch device according to claim 1 characterized in that said entrance pupil and the light shielding plate is formed.
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